2023版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第10章化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第2節(jié)物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)課后分層訓(xùn)練魯科版

PAGEPAGE2物質(zhì)的別離、提純和檢驗(yàn)A組專項(xiàng)根底達(dá)標(biāo)(建議用時(shí)：30分鐘)1．以下有關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作或表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．別離Br2和苯的混合物可用分液漏斗和燒杯進(jìn)行分液B．驗(yàn)證Fe2(SO4)3溶液中含F(xiàn)e2＋的方法是參加酸性KMnO4溶液，紫色退去C．向硫酸亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明溶質(zhì)已變質(zhì)D．提純混有少量NaCl的KNO3的過(guò)程是：加熱溶解→降溫結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌→枯燥A[Br2與苯互溶不分層，不能用分液法別離。]2．(2022·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的選項(xiàng)是()B[蒸餾操作時(shí)，用直形冷凝管，溫度計(jì)水銀球放至蒸餾燒瓶支管口處。]3．(2022·重慶高考)以下實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)鑒別目的的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：99682333】A．用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2B．用濕潤(rùn)碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2C．用CO2鑒別Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液D．用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液C[SO3和SO2都是酸性氧化物，都能與KOH溶液發(fā)生反響生成相應(yīng)的含氧酸鹽：SO3＋2KOH=K2SO4＋H2O，SO2＋2KOH=K2SO3＋H2O，且都無(wú)明顯現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)鑒別目的，選項(xiàng)A不正確。Br2(g)和NO2都具有較強(qiáng)的氧化性，都能將I－氧化為I2而使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，不能實(shí)現(xiàn)鑒別目的，選項(xiàng)B不正確。NaAlO2溶液中通入CO2發(fā)生反響：2Na[Al(OH)4]＋CO2=2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O，有白色沉淀生成，CH3COONa溶液中通入CO2不發(fā)生反響，無(wú)明顯現(xiàn)象，可實(shí)現(xiàn)鑒別目的，選項(xiàng)C正確。BaCl2溶液與AgNO3溶液可發(fā)生反響：Cl－＋Ag＋=AgCl↓，產(chǎn)生白色沉淀，BaCl2溶液與K2SO4溶液可發(fā)生反響：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，也產(chǎn)生白色沉淀，不能實(shí)現(xiàn)鑒別目的，選項(xiàng)D不正確。]4．(2022·唐山模擬)實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯，反響溫度要控制在115℃～125℃之間，其他有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)乙酸1－丁醇乙酸丁酯98%濃硫酸沸點(diǎn)117.9℃117.2℃126.3℃338.0℃溶解性溶于水和有機(jī)溶劑溶于水和有機(jī)溶劑微溶于水，溶于有機(jī)溶劑與水混溶關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．不能邊反響邊蒸出乙酸丁酯的原因：乙酸丁酯的沸點(diǎn)高B．不用水浴加熱的原因：乙酸丁酯的沸點(diǎn)高于100℃C．從反響后混合物中別離出粗品的方法：用Na2CO3溶液洗滌后分液D．由粗品制精品需要進(jìn)行的操作：加吸水劑、蒸餾B[不用水浴加熱的原因不是因?yàn)橐宜岫□サ姆悬c(diǎn)高而是反響溫度高于水的沸點(diǎn)。]5．(2022·洛陽(yáng)統(tǒng)考)為提純以下物質(zhì)(括號(hào)中為雜質(zhì))，所選除雜試劑和別離方法都正確的選項(xiàng)是()選項(xiàng)被提純的物質(zhì)(雜質(zhì))除雜試劑別離方法ANH3(H2O)堿石灰洗氣BH2O(Br2)CCl4萃取、分液CKCl固體(I2)KOH溶液加熱DMgCl2溶液(FeCl2)NaOH溶液過(guò)濾B[用堿石灰除去氨氣中的水蒸氣稱為枯燥，不能稱為洗氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用四氯化碳作萃取劑，通過(guò)萃取、分液除去水中溶解的溴，B項(xiàng)正確；正確的做法是直接加熱使I2揮發(fā)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；MgCl2和FeCl2的混合液中參加NaOH溶液，Mg2＋和Fe2＋都生成沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]6．某溶液中可能存在Br－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Al3＋、I－、Mg2＋、Na＋7種離子中的某幾種。現(xiàn)取該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到如下現(xiàn)象：①向溶液中滴加足量氯水后，溶液變橙色，且有無(wú)色氣泡冒出；②向所得橙色溶液中參加足量BaCl2溶液，無(wú)沉淀生成；③向所得溶液中繼續(xù)滴加淀粉溶液，溶液不變藍(lán)色。據(jù)此可以判斷，該溶液肯定不存在的離子組是()A．Al3＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,3) B．Mg2＋、COeq\o\al(2－,3)、I－C．Al3＋、SOeq\o\al(2－,3)、I－ D．Al3＋、Br－、SOeq\o\al(2－,3)A[根據(jù)①溶液中有Br－和COeq\o\al(2－,3)，根據(jù)離子共存原那么，不存在Al3＋、Mg2＋；根據(jù)②溶液中無(wú)SOeq\o\al(2－,3)；根據(jù)③不能確定是否含有I－，因?yàn)樵冖僦新人赡馨袸－氧化成IOeq\o\al(－,3)，致使溶液不變藍(lán)色。]7．(2022·福建普通高中質(zhì)檢)7瓶分別含有Ca2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Fe2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋的溶液，只用一種試劑即可鑒別，該試劑是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：99682334】A．KMnO4溶液 B．KSCN溶液C．NaOH溶液 D．氨水C[參加NaOH溶液后，產(chǎn)生紅褐色沉淀的含有Fe3＋；先產(chǎn)生白色沉淀，后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色的含有Fe2＋；先產(chǎn)生白色沉淀，后白色沉淀又消失的含有Al3＋；只產(chǎn)生白色沉淀的含有Mg2＋；加熱產(chǎn)生刺激性氣味氣體的含有NHeq\o\al(＋,4)；加少量NaOH溶液時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，加大量時(shí)出現(xiàn)白色渾濁的含有Ca2＋；始終無(wú)明顯現(xiàn)象的含有Na＋。不使用氨水鑒別，是因?yàn)锳l3＋、Mg2＋與NH3·H2O反響的現(xiàn)象相同，無(wú)法區(qū)別。]8．某無(wú)色溶液中含有K＋、Cl－、OH－、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，為了檢驗(yàn)除OH－外的其他所有陰離子，擬用鹽酸、硝酸、硝酸銀溶液、氫氧化鋇溶液、溴水和酚酞六種試劑，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄相關(guān)現(xiàn)象。以下有關(guān)結(jié)論錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．試劑③是AgNO3溶液，試劑⑤是HNO3，現(xiàn)象1中白色沉淀是AgClB．現(xiàn)象3中白色沉淀是BaSO4C．產(chǎn)生現(xiàn)象2的離子方程式：Br2＋2H2O＋SO2=4H＋＋2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)D．試劑②是鹽酸，試劑③是硝酸A[結(jié)合題圖轉(zhuǎn)化流程可以判斷，試劑①是氫氧化鋇溶液，其可使SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)與Cl－別離，那么白色沉淀A是硫酸鋇和亞硫酸鋇的混合物；試劑②是鹽酸，沉淀B是硫酸鋇，滴加試劑③(硝酸)，沉淀不溶解。根據(jù)溶液退色可知，試劑④是溴水，那么試劑⑤是AgNO3溶液。]9．(2022·武漢模擬)某氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀，先將樣品溶于適量水中，充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾，再將濾液按如下圖步驟進(jìn)行操作。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．起始濾液的pH＝7B．試劑Ⅰ為Ba(NO3)2溶液C．步驟②中參加試劑Ⅱ的目的是除去Ba2＋D．圖示的步驟中必須要經(jīng)過(guò)2次過(guò)濾操作C[結(jié)合流程圖可知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先將樣品溶于水，過(guò)濾后，向?yàn)V液中參加試劑Ⅰ(BaCl2溶液)，使SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)分別生成BaSO4、BaCO3沉淀，過(guò)濾后再向?yàn)V液中參加試劑Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2＋，過(guò)濾掉生成的BaCO3沉淀后再向?yàn)V液中參加試劑Ⅲ(鹽酸)，以除去引入的COeq\o\al(2－,3)，最后加熱蒸干Q可得純潔的KCl晶體。起始時(shí)濾液中含有K2CO3，由于COeq\o\al(2－,3)水解而使濾液顯堿性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；試劑Ⅰ不能為Ba(NO3)2溶液，否那么會(huì)引入難以除去的NOeq\o\al(－,3)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示中的2次過(guò)濾操作可以合并為1次，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]10．工業(yè)品MnCl2溶液中含有雜質(zhì)，利用錳粉、草酸、硫酸錳分別除去Pb2＋、Ca2＋、Mg2＋制得純潔的MnCl2，工藝流程如下：答復(fù)以下問題：(1)過(guò)濾所需的玻璃儀器主要有______________________________________________________________，加熱攪拌的作用是______________________________________。(2)棄渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分別為________、___________________、________。反響①的離子方程式為__________________________________。(3)利用草酸(H2C2O4，弱酸)除去Ca2＋______________________________________________________________。(4)參加氯化鋇溶液主要是為了除去________，檢驗(yàn)該離子是否除盡的方法為_______________________________________________。(5)MnCl2溶液呈弱酸性，操作X為________(填字母序號(hào))。A．蒸發(fā)結(jié)晶 B．降溫結(jié)晶C．萃取分液 D．蒸餾[解析](1)過(guò)濾所需的玻璃儀器主要有漏斗、燒杯、玻璃棒，加熱攪拌的作用是加快反響速率。(2)根據(jù)題意，結(jié)合流程圖知，棄渣Ⅰ為金屬鉛，錳與Pb2＋發(fā)生置換反響；棄渣Ⅱ?yàn)榱蛩徭V，棄渣Ⅲ為硫酸鋇。(3)草酸與Ca2＋反響生成草酸鈣沉淀，注意草酸為弱酸，不能拆寫成離子。(4)參加BaCl2溶液主要是為了除去溶液中的SOeq\o\al(2－,4)。(5)蒸發(fā)溶劑，使溶液由不飽和變?yōu)轱柡?，繼續(xù)蒸發(fā)，過(guò)剩的溶質(zhì)就會(huì)呈晶體析出，叫蒸發(fā)結(jié)晶。MnCl2溶液呈弱酸性，是因?yàn)镸n2＋水解，不能用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，而用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(即降溫結(jié)晶)的方法。萃取分液是別離互不相溶的液體混合物。[答案](1)漏斗、燒杯、玻璃棒加快反響速率(2)鉛(或Pb)硫酸鎂(或MgSO4)硫酸鋇(或BaSO4)Mn＋Pb2＋=Mn2＋＋Pb(3)H2C2O4＋Ca2＋=CaC2O4↓＋2H(4)SOeq\o\al(2－,4)取少量上層澄清溶液于試管中，滴加BaCl2溶液，如無(wú)沉淀出現(xiàn)那么說(shuō)明SOeq\o\al(2－,4)已除盡，反之那么沒有除盡(5)B11．現(xiàn)有五種可溶性物質(zhì)A、B、C、D、E，它們所含陰、陽(yáng)離子互不相同，分別含有五種陽(yáng)離子Na＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和五種陰離子Cl－、OH－、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、X中的一種。(1)某同學(xué)通過(guò)比擬分析，認(rèn)為無(wú)需檢驗(yàn)就可判斷其中必有的兩種物質(zhì)是________和________(填化學(xué)式)。(2)為了確定X，現(xiàn)將(1)中的兩種物質(zhì)記為A和B，含X的物質(zhì)記為C，當(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味的氣體；當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴入稀硝酸沉淀局部溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。那么X為________(填字母序號(hào))。A．SOeq\o\al(2－,3) B．SOeq\o\al(2－,4)C．CH3COO－ D．SiOeq\o\al(2－,3)(3)Cu投入到裝有D溶液的試管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐漸溶解，管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，那么物質(zhì)D一定含有上述離子中的________(填相應(yīng)的離子符號(hào))，有關(guān)反響的離子方程式為__________________________。(4)利用上述已經(jīng)確定的物質(zhì)，可以檢驗(yàn)出D、E中的陽(yáng)離子。請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)陰離子中的COeq\o\al(2－,3)只能與五種陽(yáng)離子中的Na＋大量共存，那么一定有Na2CO3；OH－只能與剩余的四種陽(yáng)離子中的Ba2＋大量共存，那么一定有Ba(OH)2。(2)當(dāng)C與B的溶液混合時(shí)，產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色無(wú)味的氣體，紅褐色沉淀為Fe(OH)3，氣體為CO2，應(yīng)發(fā)生了相互促進(jìn)的水解反響為2Fe3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，那么B為Na2CO3，A為Ba(OH)2，C中含有Fe3＋。當(dāng)C與A的溶液混合時(shí)產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴入稀HNO3，沉淀局部溶解，最后留有白色沉淀不再溶解，因SOeq\o\al(2－,3)、SiOeq\o\al(2－,3)與Fe3＋不能大量共存，CH3COO－不可能生成鋇鹽沉淀，那么X只能為SOeq\o\al(2－,4)，那么C為Fe2(SO4)3。(3)紅棕色氣體為NO2，那么D中一定含有NOeq\o\al(－,3)，離子反響方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(4)D、E中的陽(yáng)離子只可能為Mg2＋、Al3＋，利用Al(OH)3能溶于強(qiáng)堿，而Mg(OH)2不溶于強(qiáng)堿可以檢驗(yàn)Mg2＋、Al3＋。[答案](1)Na2CO3Ba(OH)2(2)B(3)NOeq\o\al(－,3)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(4)往D的溶液中逐漸參加Ba(OH)2溶液直至過(guò)量，假設(shè)先出現(xiàn)白色沉淀，后白色沉淀又逐漸溶解，那么D中含有Al3＋；假設(shè)生成的白色沉淀不溶解，那么D中含有Mg2＋(其他合理答案也可)B組專項(xiàng)能力提升(建議用時(shí)：15分鐘)12．硫酸錳可用于飲料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)氧化劑和媒染劑。其生產(chǎn)原材料軟錳礦(MnO2)、菱錳礦(MnCO3)中?；煊辛蛩醽嗚F和硫酸鎂等雜質(zhì)，生產(chǎn)工藝流程如下圖：：(1)硫酸錳晶體和硫酸鎂晶體的溶解度曲線如下圖。(2)各離子完全沉淀的pH：Fe3＋為3.5，F(xiàn)e2＋為9.5，Mn2＋為10.8，Mg2＋為11.6。以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．試劑A應(yīng)該選擇H2O2，目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋B．試劑A應(yīng)該選擇氨水，目的是調(diào)節(jié)溶液的pHC．操作Ⅰ包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌等步驟，洗滌時(shí)可用稀硫酸作洗滌液D．通過(guò)操作Ⅰ得到MnSO4·H2O的過(guò)程中，包括蒸發(fā)結(jié)晶，在蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，溫度應(yīng)該高于60℃D[從生產(chǎn)工藝流程圖看，由于最終得到的產(chǎn)物是MnSO4，為了不引入新的雜質(zhì)，酸浸時(shí)所參加的酸應(yīng)是硫酸。硫酸只能將MnCO3溶解，而MnO2不溶解，但MnO2的氧化性比氯氣的強(qiáng)，故MnO2可將Fe2＋氧化為Fe3＋，自身轉(zhuǎn)化為Mn2＋。因此在沉淀池中參加試劑A的目的是調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋沉淀，但如果試劑A選擇氨水，會(huì)引入NHeq\o\al(＋,4)，不可行，應(yīng)是含Mn2＋的化合物，可能是MnCO3或Mn(OH)2等，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于MnSO4·H2O易溶于水，故洗滌時(shí)不能用稀硫酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度高于60℃時(shí)，MgSO4·7H2O的溶解度減小，故溫度應(yīng)該高于60℃，正確。]13．NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣(除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：99682335】(1)向?yàn)V液Ⅰ中參加FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2＋、Zn2＋等雜質(zhì)，那么除去Cu2＋的離子方程式為_________________________________。(2)對(duì)濾液Ⅱ的操作，請(qǐng)答復(fù)：①往濾液Ⅱ中參加H2O2的離子方程式為___________________________________________________________________________________________。②調(diào)濾液ⅡpH的目的是除去Fe3＋，其原理是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39mol4·L－4，那么該溫度下上述反響的平衡常數(shù)K＝________________。③檢驗(yàn)Fe3＋是否除盡的操作和現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________。(3)濾液Ⅲ中溶質(zhì)的主要成分是NiSO4，加Na2CO3過(guò)濾后得到NiCO3固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是______________________________________________________________。(4)得到的NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等一系列操作可得到NiSO4·6H2O，請(qǐng)答復(fù)：①在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí)，加熱到________________________________________________________________________________________________(描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)時(shí)，那么停止加熱。②為了提高產(chǎn)率，過(guò)濾后得到的母液要循環(huán)使用，那么應(yīng)該回流到流程中的________位置(選填a、b、c、d)。③如果得到產(chǎn)品的純度不夠，那么應(yīng)該進(jìn)行________(填操作名稱)。[解析](2)①濾液Ⅱ中參加H2O2起氧化作用，而